(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理室より排出された排気ガスに含まれる副生成物を捕捉するトラップを排気系に付設する基板処理装置であって、
前記処理室内のガスを排気する第一の排気ラインと前記トラップとを連通する前記トラップの上部に設けられた第一の開口部と、
前記トラップと前記排気ガスの中に含まれる副生成物を補集する補集ラインとを連通する前記トラップの底部に設けられた第二の開口部と、
前記トラップと前記トラップ内の排気ガスを排気する第二の排気ラインとを連通する前記トラップの上部に設けられた第三の開口部と、
を有し、
前記トラップは、
前記第三の開口部から遠ざかる方向に前記第一の開口部から前記排気ガスを前記トラップ内に案内する案内経路と、
前記案内経路から前記排気ガスを排気する第四の開口部と、
前記トラップの内部に、前記排気ガスを滞留させるための遮蔽手段と、
前記トラップの内部に設けられた強制冷却手段と、
を備え、
前記強制冷却手段は、前記第四の開口部を経て前記トラップ内に排気された前記排気ガスを冷却する基板処理装置。
【請求項２】
基板を処理する処理室と、前記処理室内のガスを排気する第一の排気ラインと前記処理室内から排気される排気ガス中に含まれる副生成物を捕捉するトラップとを連通する前記トラップの上部に設けられた第一の開口部と、前記トラップと前記排気ガスの中に含まれる副生成物を補集する補集ラインとを連通する前記トラップの底部に設けられた第二の開口部と、前記トラップと前記トラップ内の排気ガスを排気する第二の排気ラインとを連通する前記トラップの上部に設けられた第三の開口部とを備える基板処理装置の排気ガス処理方法であって、
前記処理室から排気された排気ガスを第三の開口部から遠ざけるように案内経路によってトラップ内に案内する第１のステップと、
その案内経路から第四の開口部を経てトラップ内に排気ガスを排出する第２のステップと、
前記トラップ内に排気された前記排気ガスを前記トラップの内部に設けられた強制冷却手段によって冷却する第３のステップと、
冷却された排気ガスから副生成物を捕捉する第４のステップと、
副生成物の含まれない排気ガスを第五の開口部から排気する第５のステップと、
から構成される基板処理装置の排気ガス処理方法。
【請求項３】
基板を処理する処理室と、その処理室内のガスを排気する第一の排気ラインと、
第一の排気ラインと第一の開口部にて連通し処理室から排気された排気ガスの中に含まれる処理室で生成された反応生成物を液化して除去するトラップと、トラップの底部に設けられた第二の開口部にて連通しトラップにより液化された反応生成物を捕集する捕集ラインと、トラップと第三の開口部にて連通しトラップから排気された排気ガスを排気する第二の排気ラインとを備える基板処理装置の排気ガス処理方法であって、
処理室から排気された排気ガスを第三の開口部から遠ざけるように案内経路によってトラップ内に案内する第１のステップと、
その案内経路から第四の開口部を経てトラップ内に排気ガスを排出する第２のステップと、
捕集ラインから第二の開口部を経て第三の開口部側まで延在する冷却手段によって第四の開口部から排出された排気ガスを冷却する第３のステップと、
冷却された排気ガスから液化副生成物を捕捉する第４のステップと、
液化副生成物の含まれない排気ガスを第５の開口部から工場排気させる第５のステップと、
から構成される基板処理装置の排気ガス処理方法。
【請求項４】
基板を処理室内に搬入し処理する第１のステップと、前記処理室内から第一の排気ラインを通って排気された排気ガスをトラップ上部に設けられた第一の開口部を経て前記トラップ内に排気する第２のステップと、前記トラップにて前記排気ガスに含まれる副生成物を捕捉する第３のステップと、前記トラップの上部に設けられた第三の開口部を経て前記トラップ内の排気ガスを第二の排気ラインに排気する第４のステップと、を有する基板処理方法であって、
前記第３のステップは、
前記処理室から排気ガスを排気する第三の開口部から遠ざけるように案内経路によってトラップ内に案内する第５のステップと、
前記案内経路から第四の開口部を経て前記トラップ内に排気ガスを排出する第６のステップと、
前記トラップ内に排気された前記排気ガスを前記トラップの内部に設けられた強制冷却手段によって冷却する第７のステップと、
前記トラップの底部に設けられた第二の開口部にて連通し前記トラップにより捕捉された副生成物を捕集する捕集ラインに副生成物を捕捉する第８のステップと、
をさらに有する基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、拡散装置やＣＶＤ装置などの反応炉、例えば縦型拡散炉を備えた基板処理装置に関し、特に、炉内に窒素ガスなどを供給してウェーハなどの半導体基板を処理する反応炉のガス導入・排出路を備えた基板処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、反応炉内に窒素ガス等を供給して半導体基板を熱処理し、排ガス及びドレインを排気・排水させるように構成された縦型拡散炉を備えた半導体製造装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この文献の技術によれば、ポリイミドベーク炉を備えた半導体製造装置において、プロセス排気管のドレインバルブを開閉制御することにより、熱処理を行った反応管から排出されてガスクーラ（トラップ）を通過した排気ガスから液化ポリイミドを適正に廃棄処理することができるので、結果的に半導体基板の製造歩留りを向上させることが可能となる。
【０００３】
図５は、一般的な半導体製造装置における反応炉とプロセス排気管の構成を示す概念図である。つまり、この図は、縦型拡散炉の一種である半導体製造装置におけるポリイミドベーク炉の概略的な構成を示している。
【０００４】
ポリイミドベーク炉はウェーハ上に塗布したポリイミド前駆体を熱処理する縦型炉であり、炉内に窒素ガス（Ｎ2）を供給してウェーハの熱処理を行う反応室５１と、反応室５１内で処理済みの排気ガスを排出するプロセス排気管５２と、プロセス排気管５２の端部に設けられて反応室５１から排出されたポリイミドの排気ガスを冷却するトラップ５３と、トラップ５３で液化された液化ポリイミドを貯えるタンク５４と、液化ポリイミドのドレインが含まれない排気ガスを外部に排出するエキゾースト排気管５５と、反応室５１ないしトラップ５３内の圧力を調節する圧力調節バルブ５６とを備えた構成になっている。
【０００５】
このような構成の半導体製造装置におけるポリイミド熱処理の過程においては、気化したポリイミドがプロセス排気管５２を通ってトラップ５３で冷却されて液化され、液化ポリイミドのドレインがタンク５４に貯えられると共に、液化ポリイミドなどの副生成物の含まれない排気ガスがエキゾースト排気管５５から大気へ排出される。
【０００６】
図６は、図５に示すプロセス排気管５２に接続された従来のトラップ５３を詳細に示す概念図である。従来のトラップ５３は、プロセス排気管５２やエキゾースト排気管５５などの排気管より大幅に大きな空間が設けられている。したがって、プロセス排気管５２からトラップ５３の内部の案内経路５８へ排出された排気ガスＧ５１は、トラップ５３の内部空間において排気ガスＧ５２となって流速が遅くなる。そのため、排気ガスＧ５２は徐々に冷却されることになり、その排気ガスＧ５２に含まれる副生成物Ｇ５３を液化させてタンク５４へ捕集することができる。
【０００７】
すなわち、トラップ５３の１次側であるプロセス排気管５２からは高温の排気ガスＧ５１がトラップ５３へ流入してくる。そして、トラップ５３の流入ロから底面までは排気ガスＧ５１を案内する案内経路５８があるため、トラップ５３の内部空間において排気ガスＧ５２が循環して冷却され、液化された副生成物Ｇ５３はトラップ５３の底面に落ちてトラップ下部に設置されたタンク５４に溜まる。これによって、トラップ５３の内部空間を循環した排気ガスＧ５２は、副生成物Ｇ５３の含まれないガス状態でトラップ２次側のエキゾースト排気管５５から圧力調節バルブ５６を通過して工場排気される。
【特許文献１】特開平１１−２３３５０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、トラップ５３の内部において排気ガスＧ５２の流速が十分に下がらないために排気ガスＧ５２の冷却が十分になされず、結果的に、捕捉しきれない副生成物Ｇ５３が２次側のエキゾースト排気管５５の内部で液化又は固化して圧力調節バルブ５６に詰まりを発生させるおそれがある。さらに、１次側のプロセス排気管５２より流入した高熱の排気ガスＧ５１が、殆んど冷却されないままエキゾースト排気管５５の圧力調節バルブ５６に流れ込むため、圧力調節バルブ５６とエキゾースト排気管５５の接続部分をシーリング（密閉）しているＯリングが熱によって劣化するおそれがある。
【０００９】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、排気系に設置されたトラップ内を適正に冷却して排気ガスの温度を下げることにより、副生成物を含まない排気ガスを工場排気することができる排気系を備えた基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するために、本発明に係る基板処理装置は、反応室より排出された排気ガスに含まれる副生成物を捕捉するトラップを排気系に付設する基板処理装置であって、前記トラップの内部に、排気ガスの流れに対し、少なくとも上流側および下流側ともに、前記排気ガスを強制冷却するための強制冷却手段を備え、前記強制冷却手段は、排気ガスの下流側より上流側の冷却力が大きくなるように構成されている。また、さらに、前記トラップの内部に、前記排気ガスを滞留させるための遮蔽手段を備える構成をとっている。
【００１１】
好適な実施形態としては、強制冷却手段としてトラップの内部に冷却パイプを配管し、この冷却パイプに冷却液又は冷却ガスを循環させる。これによって、トラップの内部空間を流れる排気ガスが強制冷却されるので、効果的に副生成物を液化して捕捉することができる。なお、冷却パイプにフィンを設けて冷却面積を広げれば、さらに効果的に排気ガスを冷却して副生成物を液化させることができる。なお、冷却ガスを用いてトラップの内部を冷却する場合は、冷却パイプを設けないで、トラップの内部に冷却ガスを直接注入しても排気ガスを冷却することができる。
【００１２】
また、本発明に係る基板処理装置は、上記の発明の構成に加えて、さらに、トラップの内部に排気ガスを滞留させるための遮蔽手段を備える構成を採っている。このような構成によれば、トラップの内部に遮蔽部材などを設けることによって排気ガスの流速を低下させることができるので、トラップ内の排気ガスを効果的に冷却して副生成物を捕捉することができる。
【００１３】
また、本発明に係る基板処理装置の具体的な構成としては、基板を処理する処理室と、その処理室内のガスを排気する第一の排気ラインと、第一の排気ラインと第一の開口部にて連通し処理室から排気された排気ガスの中に含まれる処理室で生成された反応生成物を液化して除去するトラップと、トラップの底部に設けられた第二の開口部にて連通しトラップにより液化された反応生成物を捕集する捕集ラインと、トラップと第三の開口部にて連通しトラップから排気された排気ガスを排気する第二の排気ラインとを備える基板処理装置であって、トラップには、第一の開口部から排気される排気ガスを第三の開口部から遠ざけるようにトラップ内に案内する案内経路と、その案内経路からトラップ内に排気ガスを排気する第四の開口部と、第四の開口部から排気された排気ガスを冷却するように捕集ラインから第二の開口部を経て第三の開口部側まで延在する冷却手段とを備える構成を採っている。
【００１４】
また、本発明に係る基板処理装置の他の具体的な構成としては、基板を処理する処理室と、その処理室内のガスを排気する第一の排気ラインと、第一の排気ラインと第一の開口部にて連通し処理室から排気された排気ガスの中に含まれる処理室で生成された反応生成物を液化して除去するトラップと、そのトラップの底部に設けられた第二の開口部にて連通しトラップにより液化された反応生成物を捕集する捕集ラインと、トラップと第三の開口部にて連通しトラップから排気された排気ガスを排気する第二の排気ラインとを備える基板処理装置であって、トラップには、第一の開口部から排気される排気ガスを第三の開口部から遠ざけるようにトラップ内に案内する案内経路と、案内経路からトラップ内に排気ガスを排気する第四の開口部と、第四の開口部から排気された排気ガスを冷却するよう冷却ガスを供給する冷却ガス供給手段とを備える構成を採っている。
【００１５】
また、本発明に係る基板処理装置の具体的な構成としては、好ましくは前記発明における冷却手段は冷却パイプであり、さらに、好ましくは冷却パイプには多数のフィンが設けられている。また、好ましくは冷却ガス供給手段は、第四の開口部に向けて冷却ガスを供給するように構成されている。さらに、好ましくは冷却ガス供給手段は、第四の開口部と第三の開口部との間に複数の冷却ガス供給口を有し、それらの冷却ガス供給口から供給される冷却ガスの流量又は流速を第四の開口部側に近づくにつれて大きくするように制御する制御部を備えている。
【００１６】
さらに、本発明に係る基板処理装置の具体的な構成としては、好ましくは、第四の開口部と第三の開口部との間に第四の開口部から排気された排気ガスを滞留させるための遮蔽部材を設けている。さらに、好ましくは第四の開口部と第三の開口部との間に第四の開口部から排気された排気ガスを滞留させるための遮蔽部材が、冷却ガス供給手段のうち少なくとも一つの冷却ガス供給口が第四の開口部側に配置されるように設けられている。
【００１７】
また、本発明は基板処理装置の排気ガス処理方法を提供することもできる。すなわち、基板を処理する処理室と、その処理室内のガスを排気する第一の排気ラインと、第一の排気ラインと第一の開口部にて連通し処理室から排気された排気ガスの中に含まれる処理室で生成された反応生成物を液化して除去するトラップと、トラップの底部に設けられた第二の開口部にて連通しトラップにより液化された反応生成物を捕集する捕集ラインと、トラップと第三の開口部にて連通しトラップから排気された排気ガスを排気する第二の排気ラインとを備える基板処理装置の排気ガス処理方法であって、処理室から排気された排気ガスを第三の開口部から遠ざけるように案内経路によってトラップ内に案内する第１の手順と、その案内経路から第四の開口部を経てトラップ内に排気ガスを排出する第２の手順と、捕集ラインから第二の開口部を経て第三の開口部側まで延在する冷却手段によって第四の開口部から排出された排気ガスを冷却する第３の手順と、冷却された排気ガスから液化副生成物を捕捉する第４の手順と、液化副生成物の含まれない排気ガスを第５の開口部から工場排気させる第５の手順とを含む構成を採っている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、排気系に設置されたトラップの中に強制冷却できる冷却手段を設けることにより、高熱の排ガスを確実に冷却し副生成物を効率的に捕集している。これによって、低温で副生成物を含まない排気ガスを排出することのできる排気系を有する基板処理装置を実現することが可能となる。
【００１９】
また、本発明によれば、トラップ内で排気ガスを十分に冷却することができるので、副生成物の捕集効果が向上する。さらに、トラップ冷却媒体の導入方法を必要に応じて変えることにより、さらに排気ガスの冷却効果と副生成物の捕集効果を向上させることができる。また、副生成物の含まれない排気ガスがエキゾースト排気管より排出されるので、圧力調節バルブの詰まりが解消される。さらに、エキゾースト排気管より排出される排気ガスは充分に冷却されることになり、圧力調節バルブ付近のＯリングの熱対策を実現することができる。また、トラップだけ又はトラップのタンクだけの定期的交換で済むのでメンテナンス性がよくなる。以上のような作用・効果によって、低温で副生成物を含まない排気ガスを工場排気することのできる排気系を有する半導体製造装置を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
先ず、本発明の概要について説明する。本発明は、半導体製造技術、特に、半導体ウェーハなどの被処理基板を処理室に収容してヒータによって加熱した状態で処理を施す熱処理技術に改良を加えたものである。具体的には、半導体集積回路（半導体デバイス）が作り込まれる半導体ウェーハに酸化処理、拡散処理、イオン打ち込みなどを行った後のキャリア活性化や平坦化のためのリフロー、アニール及び熱ＣＶＤ反応による成膜処理などに使用される基板処理装置に改良を加えた技術である。
【００２１】
言い換えると、本発明は、排気系に副生成物を捕捉するトラップを有する基板処理装置であって、トラップ内に副生成物を強制冷却及び捕捉するための冷却手段を設けたことを特徴としている。すなわち、本発明の基板処理装置によれば、トラップ内に設置した冷却パイプなどの冷却手段によって排気ガスの冷却効率を上げることにより、副生成物の捕捉効率を向上させることができる。
【００２２】
以下、図面を参照しながら、本発明における基板処理装置の実施の形態について詳細に説明する。本発明は、基板処理装置における排気系のトラップに改良を加えた発明であるが、理解を容易にするために、先ず、反応室と排気系の構成及び反応室の内部構成について概略説明する。
【００２３】
反応室と排気系の構成は、従来技術で述べた図５の構成と全く同じであるが、本発明の実施形態では、従来技術と区別するために、図５を用いて括弧内の一桁の符号を用いることにする。すなわち、本発明の基板処理装置における反応室及び排気系は、炉内に窒素ガス（Ｎ2）を供給してウェーハの熱処理を行う反応室１と、反応室１内で処理済みの排ガスを排気するプロセス排気管２と、プロセス排気管２の端部に設けられて反応室１から排出されたポリイミドの排ガスを冷却するトラップ３と、トラップ３で液化された液化ポリイミドを貯えるタンク４と、液化ポリイミドのドレインが含まれない排ガスを外部に排出するエキゾースト排気管５と、反応室５１ないしトラップ３内の圧力を調節する圧力調整手段としての圧力調節バルブ６とを備えた構成になっている。尚、圧力調整バルブ６は、圧力センサの検出する値により、バルブの開度を調整するが圧力センサは、圧力調整バルブ６内に設けても良いし、エキゾースト排気管５に設けても良い。また、圧力調整バルブ９その他、基板処理装置を構成する各部は、図示しないコントローラにより制御される。
【００２４】
このような構成の半導体製造装置におけるポリイミド熱処理の過程においては、気化したポリイミドがプロセス排気管２を通ってトラップ３で冷却されて液化され、液化ポリイミドのドレインがタンク４に貯えられると共に、液化ポリイミドなどの副生成物の含まれない排ガスがエキゾースト排気管５から大気へ排出される。
【００２５】
次に、図５に示す反応室１の反応管の内部構成について説明する。図１は、一般的な縦型反応炉の要部縦断面図であり、図１おいて、縦型反応炉の反応管３５はインナチューブ２２とアウタチューブ２１とから構成され、インナチューブ２２は上方が開放され、インナチューブ２２の外側にガスを流すための所定の空間を開けてアウタチューブ２１が同心円状に配置され、アウタチューブ２１の上方は特に図示されていないがドーム型に閉じている。インナチューブ２２及びアウタチューブ２１のチューブ下端は短い筒状の炉口アダプタ２４によって支持されている。
【００２６】
チューブ下端を除くアウタチューブ２１の外方には、インナチューブ２２内のウェーハ２７を加熱するためのヒータ２９が円筒状に配置される。このヒータ２９の回りは断熱材３３で覆われる。ヒータ２９の下部にはヒータ２９及び断熱材３３を支持するためのヒータベース３２が設置される。
【００２７】
インナチューブ２２の内部には、チューブ開口端である炉口部３６から、多数のウェーハ２７を支持したボート２８が挿入される。ボート２８は、ボート受け台３４に設けられた炉口蓋３０上の円筒形のボートキャップ２３を介して載置される。上記炉口蓋３０が炉口アダプタ２４の下部フランジ２４ａに当接することで反応管３５内を気密に閉塞するようになっている。なお、ボートキャップ２３とインナチューブ２２との間にもガスを流すための所定の空間が設けられる。
【００２８】
上記インナチューブ２２とボートキャップ２３との間の所定空間の入口に面した炉口アダプタ２４の下部の周方向の複数箇所に、反応ガス、またはＮ2 ガスなどの不活性ガス（以下、単にガスという）を反応管３５内に供給するガス導入ポート２６を設けてある。また、アウタチューブ２１とインナチューブ２２との間の空間の入口に面した炉口アダプタ２４の下部の周方向の複雑箇所に、ガス排気口２５を設けてある。ガス導入ポート２６から反応管３５内に供給されたガス（白抜き矢印で示す）は、インナチューブ２２とボートキャップ２３との間の空間を周回しながら昇っていき、ボート２８に支持されたウェーハ２７間を流通して反応管３５の上部に抜け、上部から方向転換してインナチューブ２２とアウタチューブ２１の間の空間を周回しながら下降して、ガス排気口２５から排気される。ガスがウェーハ２７間を流通する過程でヒータ２９によって加熱されたウェーハ２７に膜を生成したり、ウェーハベークを行ったりする。
【００２９】
次に、上述した反応炉の排気系に含まれる本発明のトラップの内部構成について幾つかの実施形態を説明する。
【００３０】
《第１の実施形態》
図２は、本発明の第１の実施形態に係る排気系のトラップを詳細に示す概念図である。トラップ３の上端部には第１の開口部３ａが設けられており、この第１の開口部３ａには、反応室（反応管）に接続されたプロセス排気管２が接続されている。また、トラップ３の底部には、第２の開口部３ｂが設けられており、この第２の開口部３ｂには、捕集ライン１２が接続されている。この捕集ライン１２には、排気ガスＧ２から液化分離された副生成物（反応生成物）Ｇ３を貯えるタンク４が接続されている。さらに、トラップ３の上端部であって、第１の開口部３ａと異なる位置には、第３の開口部３ｃが設けられており、この第３の開口部３ｃには、工場排気するためのエキゾースト排気管５が接続されている。
【００３１】
また、トラップ３の内部には、第１の開口部３ａから流入された排気ガスを、第２の開口部３ｂから離れるように案内経路８が設けられている。案内経路８には、トラップ３内部の空間３ｄと案内経路８とを連通させるように第４の開口部３ｅが設けられている。またトラップ３の内部であって案内経路８とは異なる空間３ｄには、高熱の排気ガスＧ１を冷却するための冷却媒体例えば冷却ガス又は冷却液Ｇ４を導入・排出させる冷却パイプ９が設けられている。好ましくは、この冷却パイプ９には冷却効率を高めるため及び冷却面積を広げるためにフィン１０を多数設置すると良い。尚、このフィン１０の大きさは、排気ガスＧ２の流速が速ければ大きくし、排気ガスＧ２の流速が遅ければ小さくする。このようにすることによって、排気ガスＧ２の温度及び流速を定量的に管理することができる。
【００３２】
冷却パイプ９は、トラップ３の底面とタンク４との間に接続された捕集ライン１２の部分に導入側と排出側とが設けられており、第３の開口部３ｃ近傍まで延在されている。このように構成することにより、冷却パイプ９または、冷却パイプ９およびフィン１０によって捕捉された副生成物Ｇ３を捕集ライン１２及びタンク４ヘ案内することができるので、トラップ３の内面に副生成物Ｇ３を残さずに捕集することが可能となる。
【００３３】
また、プロセス排気管２からトラップ３の案内経路８へ流入した高温の排気ガスＧ１は、導入されたばかりの冷却液Ｇ４により第４の開口部３ｅから流入された排気ガスが効果的に冷却される。その後、排気ガスＧ２は、第３の開口部３ｃに向かって流れるが、冷却パイプ９が第３の開口部３ｃに向かって延在しているため、よりいっそう効果的に冷却することができる。尚、冷却液Ｇ４は、第３の開口部３ｃに近づくにしたがって、排気ガスＧ２との間の熱交換により、温められることになるが、最も冷えた冷却液Ｇ４により、第４の開口部３ｅ近傍、すなわちトラップ３の底面で冷却した方が冷却効果が大きい。したがって、排気ガスの下流側より上流側の冷却力を大きくした方が、冷却された排気ガスＧ２から副生成物Ｇ３が効果的に液化分離され、副生成物Ｇ３は捕集ライン１２を経由してタンク４に貯えられる。これによって、副生成物Ｇ３の含まれない排気ガスＧ２をエキゾースト排気管５より工場排気することができ、圧力調節バルブ６に副生成物Ｇ３が蓄積してつまるおそれがなくなる。
【００３４】
《第２の実施形態》
図３は、本発明の第２の実施形態に係るプロセス排気管のトラップを詳細に示す概念図である。図２のように冷却ガスＧ５を冷却パイプで導入／回収せずに、直接トラップ３の内部に流入しても冷却効果を得ることができる。すなわち、冷却ガス流入口１２ａ，１２ｂ，１２ｃより冷却ガスＧ５をトラップ３の内部に流入しても排気ガスＧ２を冷却することができる。
【００３５】
すなわち、冷却ガスＧ５の流入口を上段／中段／下段など多数段に設けることによって、トラップ３内の排気ガスＧ２を効果的に冷却することができる。この場合、冷却ガスＧ５の流量は上中下段で変えることが望ましい。つまり、上段は冷却ガスＧ５の流量を少なくして、下段へ行くにしたがって冷却ガスＧ５の流量を多くする、すなわち、排気ガスの下流側より上流側に行くにしたがって冷却力が大きくなるようすることが望ましい。
【００３６】
言いかえると、トラップ３の排気ガス流入ロ（第１の開口部３ａ）から案内経路８の出口（第４の開口部３ｅ）に向かって排気ガスＧ１が流れるので、第４の開口部３ｅ、すなわちトラップ３の底面付近（つまり、下段）へ向けて大量の冷却ガスＧ５を流した方が排気ガスＧ１の冷却効果が高く、かつトラップ３の底面のタンク４に副生成物Ｇ３を捕集しやすい。そのため、トラップ３の下段の冷却ガスＧ５の流量を最大にすることが望ましい。なお、排気ガスの成分に合わせて冷却ガスを選択すれば、化学反応によって副生成物を抽出／捕集することができるので、さらに効果的である。
【００３７】
さらに、冷却ガスＧ５をトラップ３内に導入することにより、トラップ３内の圧力が高まるため、圧力調節バルブ６の開度が大きくなる。そのため、副生成物が圧力調節バルブ６に付着した場合でも、圧力調節バルブ６が閉塞する（つまる）までの期間が延びる効果がある。さらに、あらかじめコントローラに、基板を処理する前であって、反応生成物が生成されていない初期の状態であって圧力センサが検知する圧力値が所定の値のときの圧力調整バルブ６の開度を記憶しておき、この初期開度から所定の範囲外に開度がずれたときに『メンテナンスが必要』というアラームを報知するように設定しておく。このようにすることで、実際に基板を処理した際に、圧力調節バルブ６の開度を監視し、あらかじめ記憶された圧力センサが検知する圧力値となった状態のときに、初期開度より、所定の範囲以上ずれた場合に副生成物がつまったと判断して、『メンテナンスが必要』のアラームを報知することができ、不具合な状態を事前に防ぐこともできる。
【００３８】
《第３の実施形態》
図４は、本発明の第３の実施形態に係るプロセス排気管のトラップを詳細に示す概念図である。トラップ３の容積がそれ程大きくない場合か又はトラップ３が軽い場合は、トラップ３の内壁を二重構造にして、冷却剤流入口１３ａから内壁隙間１４に冷却ガスＧ５又は冷却液Ｇ４を流して冷却剤流出口１３ｂへ循環させても、トラップ３内の排気ガスＧ２の冷却効果が得られる。
【００３９】
この場合は、タンク４はそれ程重要ではないので無くても問題はない。また、排気ガスＧ１はトラップ３の上部から導入することで、熱を吸収して温まった液体を回収しやすいので効率的である。
【００４０】
《第４の実施形態》
図２、図３，図４に示すように、上記の第１，第２，第３の実施形態に共通して、トラップ３の排気ガス流入口から底面への案内経路８の出口付近に排気ガスを滞留させるための遮蔽部材１１を設ければ、排気ガスＧ２を一時的に確実に滞留させることができる。その結果、排気ガスＧ２の流速を落とす効果が得られるので、排気ガスＧ２の冷却効果及び捕集効果をさらに高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】一般的な縦型反応炉の要部縦断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る排気系のトラップを詳細に示す概念図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る排気系のトラップを詳細に示す概念図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る排気系のトラップを詳細に示す概念図である。
【図５】一般的な半導体製造装置における反応炉とプロセス排気管の構成を示す概念図である。
【図６】図５に示すプロセス排気管５２に接続された従来のトラップ５３を詳細に示す概念図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  反応室、２  プロセス排気管、３  トラップ、４  タンク、５  エキゾースト排気管、６  圧力調節バルブ、８  案内径路、９  冷却パイプ、１０  フィン、
１１  遮蔽部材、１２  捕集ライン、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ  冷却ガス流入口、１３ａ  冷却剤流入口、１３ｂ  冷却剤流出口、１４  内壁隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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